[发明专利]太阳能电池封装材料及使用其制成的太阳能电池组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池组件中的太阳能电池元件的封装材料及使用该封装材料而制成的太阳能电池组件，详细地，涉及容易形成太阳能电池组件且粘合性、粘合力长期稳定性、透明性、耐热性等优异的太阳能电池封装材料及使用该封装材料而制成的太阳能电池组件。

背景技术

太阳能电池为将太阳的光能直接转换成电的发电装置。太阳光发电具有如下特征：在发电时不需要燃烧石油等燃料、不产生因燃烧而产生的温室效应气体（例如CO₂等）、有害废弃物（例如原油灰、重油灰），因此作为一种清洁能源而在近年受到重视。太阳能电池是多个太阳能电池元件（电池）被串并联地配线而成的，另外，被设置于户外，因此为了避免水分、尘埃的影响并能经受冰雹、小石等的碰撞或者风压，成为将太阳能电池元件封入树脂中并将其外部用玻璃、片进行保护的结构，将这种结构称为太阳能电池组件。作为太阳能电池组件的具体构成，可列举出如下构成：作为保护部件，将太阳光接触的面用作为上部保护材料的透明基材（玻璃/透光性太阳能电池片；前板）覆盖，另外，将背面用作为下部保护材料的背面封装用片（背板，例如聚氟乙烯树脂膜）覆盖，将间隙用由热塑性塑料（例如，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物）构成的封装材料（封装树脂层）填埋。

如前所述，太阳能电池组件主要被长期用于在户外，因此对于其构成、材质结构等各种特性被认为是必要的。上述各保护部件中，若关注封装材料（封装树脂层），则主要要求水蒸气屏障性、用于保护太阳能电池元件的柔软性、太阳能电池组件制造中的加工适应性，具体而言，主要要求如下特性：用于填埋电池、配线间隙的流动特性，耐冲击性，太阳能电池组件发热时的耐热性，用于太阳光有效率地到达太阳能电池元件的透明性（总光线透射率等），与玻璃、背板及电池的粘合性，耐久性，尺寸稳定性，绝缘性等。

现在，作为太阳能电池组件中的太阳能电池元件的封装材料，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（以下，有时简称为EVA）得到广泛使用（例如，参照专利文献1）。另外，以对EVA赋予耐热性为主要目的，可进行使用了有机过氧化物作为交联剂的交联。因此，采用如下工序：预先制作添加了交联剂（有机过氧化物）、交联助剂的EVA片，使用所得到的片来封装太阳能电池元件。

然而，在使用EVA片来制造太阳能电池组件时，根据其加热压合等的各条件，存在如下问题：因EVA热分解而产生乙酸气体而对作业环境及制造装置造成不良影响，或者发生太阳能电池的电路腐蚀，在与太阳能电池元件、前板、背板等各部件的界面发生剥离等。

针对这些问题，作为不使用EVA片而可省略交联工序的太阳能电池封装材料，例如，在专利文献2中公开了一种太阳能电池封装材料，其由含有非晶性α-烯烃聚合物与结晶性α-烯烃聚合物的树脂组合物构成，具体而言，可使用由以丙烯为主成分的聚合物构成的树脂组合物。

另外，在专利文献3中公开了一种太阳能电池封装材料，其特征在于，为由至少一种聚烯烃系共聚物与至少一种结晶性聚烯烃构成的聚合物共混物或聚合物合金，具体而言，使用乙烯-甲基丙烯酸共聚物与通用的结晶性聚乙烯的聚合物共混物（参照实施例2）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物与通用的结晶性聚丙烯的聚合物共混物（参照实施例3）。

另外，在专利文献4中公开了一种太阳能电池封装材料，其具有使乙烯性不饱和硅烷化合物与聚合用聚乙烯聚合而成的硅烷改性树脂（硅烷交联性树脂）。

专利文献

专利文献1：日本特开昭58-60579号公报

专利文献2：日本特开2006-210905号公报

专利文献3：日本特开2001-332750号公报

专利文献4：日本特开2005-19975号公报

发明内容

然而，对于在专利文献2中所用的由以丙烯为主成分的聚合物构成的树脂组合物而言，透明性（总光线透射率：83.2%（参照实施例））尚不充分。进而，以丙烯为主成分的聚合物还存在脆化温度高、低温特性也不充分这样的问题。另外，对于在专利文献3中所用的聚合物共混物的例子而言，未必是透明性良好的聚合物共混物，特别是，在柔软性与耐热性及透明性的平衡化方面还存在问题。

在专利文献4的太阳能电池组件用充填材层中，若为了充分地显现与玻璃、背板等被粘附体的粘合性而大量添加硅烷改性树脂，则有可能引起雾度上升而使透明性下降，在粘合性与透明性的平衡方面还存在问题。

另外，通常为了对封装材料赋予粘合性，已知添加硅烷偶联剂的方法，但是存在随着时间推移，硅烷偶联剂渗出，与水分反应，导致粘合力下降等的可能，留有进一步改善的余地。